Basiskonzept S = System SF = Struktur und Funktion E = Entwicklung

Transkript

1 aber mehrfach und in vielfältigen en Anwendung.) Was ist Biologie? 7, 8 Die e in der Biologie 9-11 Biologie der Zelle 12, 13 S SF E benennen Fragestellungen historischer Versuche zur des Zellkerns und stellen Inhaltsfeld 1: Biologie der Zelle beschreiben den Aufbau pro- und eukaryotischer Zellen und stellen die Unterschiede heraus (UF3) ordnen differenzierte Zellen auf Grund ihrer Strukturen spezifischen Geweben und Organen zu und erläutern den Zusammenhang zwischen Struktur und (UF3, UF4, UF1) stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Zellaufbau durch technischen Fortschritt an Beispielen (durch Licht-, Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopie) dar (E7) zeigen Möglichkeiten und Grenzen der Zellkulturtechnik in der Biotechnologie und Biomedizin auf (B4, K4) Zellkulturen 1 Der Bau von Zellen Das lichtmikroskopische Bild von Zellen 14, 15 Zellaufbau 1.2 Das elektronenmikroskopische Bild von Zellen 16, 17 Zellaufbau 1.3 Vergleich von Prokaryoten und Eukaryoten 18 Zellaufbau Prokaryot (S) Eukaryot (S) 1.4 Die Endosymbionten-Theorie 19 Zellaufbau Endosymbiose (E) Zelle (S) Gewebe (S) Organ (S) Zelldifferenzierung (SF) 1.5 Spezialisierung von Zellen 20, 21 Zellaufbau Zelldifferenzierung (E) 1.6 Bau der 22 Zellkommunikation (SF) METHODE Arbeiten mit Modellen 23 Transport (S) Transport (SF) 1.7 Stofftransport durch 24, 25 Diffusion (SF) stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Zellaufbau durch technischen Fortschritt an Beispielen (durch Licht-, Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopie) dar (E7) stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Zellaufbau durch technischen Fortschritt an Beispielen (durch Licht-, Elektronen- und Fluo-reszenzmikroskopie) dar (E7) beschreiben den Aufbau pro- und eukaryotischer Zellen und stellen die Unterschiede heraus (UF3) präsentieren adressatengerecht die Endosymbiontentheorie mithilfe angemessener Medien (K3, K1, UF1) ordnen differenzierte Zellen auf Grund ihrer Strukturen spezifischen Geweben und Organen zu und erläutern den Zusammenhang zwischen Struktur und (UF3, UF4, UF1) stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Aufbau von durch technischen Fortschritt an Beispielen dar und zeigen daran die Veränderlichkeit von Modellen auf (E5, E6, E7, K4) recherchieren die Bedeutung der Außenseite der Zellmembran und ihrer Oberflächenstrukturen für die Zellkommunikation (u.a. Antigen-Antikörper-Reaktion) und stellen die Ergebnisse adressatengerecht dar (K1, K2, K3) stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Aufbau von durch technischen Fortschritt an Beispielen dar und zeigen daran die Veränderlichkeit von Modellen auf (E5, E6, E7, K4) beschreiben Transportvorgänge durch Membranen für verschiedene Stoffe mithilfe geeigneter Modelle und geben die Grenzen dieser Modelle an (E6) 1

2 AUFGABEN Osmose und Plasmolyse PRAKTIKUM Plasmolyse bei Pflanzenzellen 1.8 Die zelluläre Kompartimentierung 28, Zellbestandteile Zellaufbau 1.10 Angewandte Biologie: Zellkulturen in der Medizin 35 AUFGABEN Das Erbe von Henrietta LACKS 35 AUFGABEN vernetzt: Erythrocyten 36 Stofftransport zwischen Kompartimenten Zellaufbau Plasmolyse (S) Osmose (SF) Plasmolyse (S) Zellkompartimentierung (SF) Zellorganell (S) Cytoskelett (S) Cytoskelett (SF) aber mehrfach und in vielfältigen en Anwendung.) recherchieren Beispiele der Osmose und Osmoregulation in unterschiedlichen Quellen und dokumentieren die Ergebnisse in einer eigenständigen Zusammenfassung (K1, K2) führen mikroskopische Untersuchungen zur Plasmolyse hypothesengeleitet durch und interpretieren die beobachteten Vorgänge (E2, E3, E5, K1, K4) führen Experimente zur Diffusion und Osmose durch und erklären diese mit Modellvorstellungen auf Teilchenebene (E4, E6, K1, K4) beschreiben Aufbau und der Zellorganellen und erläutern die Bedeutung der beschreiben Aufbau und der Zellorganellen und erläutern die Bedeutung der erläutern die membranvermittelten Vorgänge der Endo- und Exocytose (u.a. am Golgi-Apparat) (UF1, UF2) erläutern die Bedeutung des Cytoskeletts für den intrazellulären Transport und die Mitose (UF3, UF1) zeigen Möglichkeiten und Grenzen der Zellkulturtechnik in der Biotechnologie und Biomedizin auf (B4, K4) zeigen Möglichkeiten und Grenzen der Zellkulturtechnik in der Biotechnologie und Biomedizin auf (B4, K4) beschreiben Aufbau und der Zellorganellen und erläutern die Bedeutung der erläutern die Bedeutung des Cytoskeletts für den intrazellulären Transport und die Mitose (UF3, UF1) führen mikroskopische Untersuchungen zur Plasmolyse hypothesengeleitet durch und interpretieren die beobachteten Vorgänge (E2, E3, E5, K1, K4) führen Experimente zur Diffusion und Osmose durch und erklären diese mit Modellvorstellungen auf Teilchenebene (E4, E6, K1, K4) Zellkulturen Zellkulturen 2 Inhaltsstoffe von Zellen Biomoleküle 37 Zellaufbau 2.2 Proteine 38, 39 Zellaufbau Makromolekül (S) 2.3 Kohlenhydrate 40, 41 Zellaufbau Makromolekül (S) 2.4 Lipide 42 Zellaufbau Makromolekül (S) 2

3 aber mehrfach und in vielfältigen en Anwendung.) Zellaufbau 2.5 Nucleotide und Nucleinsäuren 43 Zellverdopplung und DNA Makromolekül (S) 2.6 Wasser 44 Zellaufbau fakultativ METHODE Chromatografie 45 fakultativ recherchieren die Bedeutung und die sweise von Tracern für die Zellforschung und METHODE Tracertechnik 46 Tracer (SF) stellen ihre Ergebnisse graphisch und mithilfe von Texten dar (K2, K3) AUFGABEN Inhaltsstoffe von Zellen 47 Zellaufbau 2.7 AUFGABEN vernetzt: Naturfasern im Vergleich 48 Zellaufbau Angewandte Biologie: Spinnenseide - ein Hochleistungsmaterial 49 fakultativ 3 Die Bedeutung des Zellkerns Der Zellkern als Steuerungszentrale 50 des Zellkerns Zellkern (S) AUFGABEN Forschen und Erkennen: Die Bedeutung des Zelkerns 51 des Zellkerns Zellkern (S) Zellkern (S) 3.2 Der Zellkern als Träger der Erbinformation 52, 53 des Zellkerns Chromosom (S) Mitose (E) 3.3 Ungeschlechtliche Fortpflanzung und Zellteilung Zellverdopplung und DNA Zellzyklus (E) benennen Fragestellungen historischer Versuche zur des Zellkerns und stellen werten Klonierungsexperimente (Kerntransfer bei Xenopus) aus und leiten ihre Bedeutung für die Stammzellforschung ab (E5) benennen Fragestellungen historischer Versuche zur des Zellkerns und stellen benennen Fragestellungen historischer Versuche zur des Zellkerns und stellen begründen die biologische Bedeutung der Mitose auf der Basis der Zelltheorie 3.4 DNA als Erbsubstanz 57 Zellverdopplung und DNA erklären den Aufbau der DNA mithilfe eines Strukturmodells (E6, UF1) 3.5 Molekularer Aufbau von DNA und RNA 58, 59 Zellverdopplung und DNA erklären den Aufbau der DNA mithilfe eines Strukturmodells (E6, UF1) PRAKTIKUM selbstorganisiert: DNA-Isolierung 59 Zellverdopplung und DNA erklären den Aufbau der DNA mithilfe eines Strukturmodells (E6, UF1) 3.6 DNA-Replikation: Das MESELSON-STAHL-Experiment 60 Zellverdopplung und DNA Replikation (E) beschreiben den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation 3.7 Moleklarer Mechanismus der DNA-Replikation 61 Zellverdopplung und DNA Replikation (E) beschreiben den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation AUFGABEN DNA und Zellzyklus 62, 63 Zellverdopplung und DNA begründen die biologische Bedeutung der Mitose auf der Basis der Zelltheorie erklären den Aufbau der DNA mithilfe eines Strukturmodells (E6, UF1) beschreiben den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation 3

4 BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN Biologie der Zelle 64, 65 aber mehrfach und in vielfältigen en Anwendung.) beschreiben den Aufbau pro- und eukaryotischer Zellen und stellen die Unterschiede heraus (UF3) beschreiben Aufbau und der Zellorganellen und erläutern die Bedeutung der ordnen differenzierte Zellen auf Grund ihrer Strukturen spezifischen Geweben und Organen zu und erläutern den Zusammenhang zwischen Struktur und (UF3, UF4, UF1) präsentieren adressatengerecht die Endosymbiontentheorie mithilfe angemessener Medien (K3, K1, UF1) Energiestoffwechsel 66, 67 1 Enzyme bewirken Stoffwechsel Enzyme sind Biokatalysatoren 68, 69 Enzyme 1.2 Beeinflussung der Enzymaktivität 70 Enzyme 1.3 Cofaktoren 71 Enzyme AUFGABEN Das HARDEN-YOUNG-Experiment 71 Enzyme 1.4 Reaktionsgeschwindigkeit und Hemmung der Enzymaktivität 72, 73 Enzyme AUFGABEN Enzymhemmung in der Medizin 73 Enzyme 1.5 Enzymregulation 74 Enzyme 1.6 Angewandte Biologie: Enzyme für Industrie und Haushalt 75 Enzyme Inhaltsfeld 2: Energiestoffwechsel erläutern Struktur und von Enzymen und ihre Bedeutung als Biokatalysatoren bei Stoffwechselreaktionen (UF1, UF3, UF4) erläutern Struktur und von Enzymen und ihre Bedeutung als Biokatalysatoren bei Stoffwechselreaktionen (UF1, UF3, UF4) recherchieren Informationen zu verschiedenen Einsatzgebieten von Enzymen und präsentieren und bewerten vergleichend die Ergebnisse (K2, K3, K4) stellen Hypothesen zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren auf, überprüfen sie experimentell und stellen sie graphisch dar (E3, E2, E4, E5, K1, K4) recherchieren Informationen zu verschiedenen Einsatzgebieten von Enzymen und präsentieren und bewerten vergleichend die Ergebnisse (K2, K3, K4) beschreiben und erklären mithilfe geeigneter Modelle Enzymaktivität und Enzymhemmung (E6) beschreiben und erklären mithilfe geeigneter Modelle Enzymaktivität und Enzymhemmung (E6) beschreiben und erklären mithilfe geeigneter Modelle Enzymaktivität und Enzymhemmung (E6) recherchieren Informationen zu verschiedenen Einsatzgebieten von Enzymen und präsentieren und bewerten vergleichend die Ergebnisse (K2, K3, K4) geben Möglichkeiten und Grenzen für den Einsatz von Enzymen in biologisch-technischen Zusammenhängen an und wägen die Bedeutung für unser heutiges Leben ab (B4) 4

5 AUFGABEN Enzyme PRAKTIKUM Enzyme 76 Enzyme 77 Enzyme aber mehrfach und in vielfältigen en Anwendung.) stellen Hypothesen zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren auf, überprüfen sie experimentell und stellen sie graphisch dar (E3, E2, E4, E5, K1, K4) beschreiben und interpretieren Diagramme zu enzymatischen Reaktionen (E5) stellen Hypothesen zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren auf, überprüfen sie experimentell und stellen sie graphisch dar (E3, E2, E4, E5, K1, K4) 2 Stoffabbau - Zellatmung Bedeutung der Zellatmung 78 Dissimilation 2.2 Energie und Energieumwandlung 79 Dissimilation Energieumwandlung (SF) AUFGABEN Offene und geschlossene Systeme 79 Dissimilation ATP (SF) 2.3 Energiespeicher und Energieübertragung 80 Dissimilation NAD+ (SF) AUFGABEN Umwandlung und Speicherung von Energie 81 Dissimilation 2.4 Zellatmung im Überblick 82 Dissimilation AUFGABEN Versuche zur Zellatmung 82 Dissimilation 2.5 Glykolyse 83 Dissimilation 2.6 Citratzyklus 84, 85 Dissimilation Zitronensäurezyklus (S) AUFGABEN Untersuchung von Mitochondrienfragmenten 85 Dissimilation 2.7 Atmungskette 86, 87 Dissimilation Mitochondrium (S) Mitochondrium (S) AUFGABEN Entkoppler 87 Dissimilation AUFGABEN Zellatmung 88 Dissimilation 2.8 Gärungen 89 Dissimilation Gärung (S) präsentieren eine Tracermethode bei der Dissimilation adressatengerecht (K3) beschreiben und präsentieren die ATP-Synthese im Mitochondrium mithilfe vereinfachter Schemata (UF2, K3) beschreiben und präsentieren die ATP-Synthese im Mitochondrium mithilfe vereinfachter Schemata (UF2, K3) überprüfen Hypothesen zur Abhängigkeit der Gärung von verschiedenen Faktoren (E3, E2, E1, E4, E5, K1, K4) 5

6 2.9 Angewandte Biologie: Bierbrauen in der Antike und heute 90 Dissimilation PRAKTIKUM Gärungen 91 Dissimilation Gärung (S) Gärung (S) 2.10 Verknüpfungen im Zellstoffwechsel 92 Dissimilation AUFGABEN Zellstoffwechsel 93 Dissimilation 3 Energiestoffwechsel beim aber mehrfach und in vielfältigen en Anwendung.) überprüfen Hypothesen zur Abhängigkeit der Gärung von verschiedenen Faktoren (E3, E2, E1, E4, E5, K1, K4) überprüfen Hypothesen zur Abhängigkeit der Gärung von verschiedenen Faktoren (E3, E2, E1, E4, E5, K1, K4) 3.1 Messung des Energieumsatzes 94, 95 Stoffwechsel Grundumsatz (SF) Leistungsumsatz (SF) stellen Methoden zur Bestimmung des Energieumsatzes bei körperlicher Aktivität vergleichend dar (UF4) 3.2 Bau und des Muskels 96, 97 Stoffwechsel Muskulatur (S) erläutern den Unterschied zwischen roter und weißer Muskulatur (UF1) 3.3 Muskelstoffwechsel 98 Stoffwechsel präsentieren unter Einbezug geeigneter Medien und unter Verwendung einer korrekten Fachsprache die aerobe und anaerobe Energieumwandlung in Abhängigkeit von körperlichen Aktivitäten (K3, UF1) AUFGABEN Energiebereitstellung im Skelettmuskel 98 Stoffwechsel präsentieren unter Einbezug geeigneter Medien und unter Verwendung einer korrekten Fachsprache die aerobe und anaerobe Energieumwandlung in Abhängigkeit von körperlichen Aktivitäten (K3, UF1) 3.4 Muskelfasertypen 99 Stoffwechsel Muskulatur (S) erläutern den Unterschied zwischen roter und weißer Muskulatur (UF1) 3.5 Leistungssteigerung durch Training 100 Stoffwechsel Training (E) erläutern unterschiedliche Trainingsformen adressatengerecht und begründen sie mit Bezug auf die Trainingsziele (K4) 3.6 Doping 101 Stoffwechsel nehmen begründet Stellung zur Verwendung leistungssteigernder Substanzen aus gesundheitlicher und ethischer Sicht (B1, B2, B3) nehmen begründet Stellung zur Verwendung leistungssteigernder Substanzen aus METHODE Bewerten 102, 103 Stoffwechsel AUFGABEN Energiebereitstellung beim 104, 105 Stoffwechsel AUFGABEN vernetzt: Hämoglobin und Myoglobin 106, 107 Stoffwechsel gesundheitlicher und ethischer Sicht (B1, B2, B3) erläutern den Unterschied zwischen roter und weißer Muskulatur (UF1) präsentieren unter Einbezug geeigneter Medien und unter Verwendung einer korrekten Fachsprache die aerobe und anaerobe Energieumwandlung in Abhängigkeit von körperlichen Aktivitäten (K3, UF1) erläutern unterschiedliche Trainingsformen adressatengerecht und begründen sie mit Bezug auf die Trainingsziele (K4) nehmen begründet Stellung zur Verwendung leistungssteigernder Substanzen aus gesundheitlicher und ethischer Sicht (B1, B2, B3) 6

7 BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN Energiestoffwechsel 108, 109 Die Operatoren 110 Glossar Hinweise zum sicheren Experimentieren 114 Stoffliste 115 GHS-Gefahrenhinweise 115 Die GHS-Verordnung 116 Register Bildquellen 120 aber mehrfach und in vielfältigen en Anwendung.) erläutern Struktur und von Enzymen und ihre Bedeutung als Biokatalysatoren bei Stoffwechselreaktionen (UF1, UF3, UF4) beschreiben und präsentieren die ATP-Synthese im Mitochondrium mithilfe vereinfachter Schemata (UF2, K3) erläutern den Unterschied zwischen roter und weißer Muskulatur (UF1) erläutern unterschiedliche Trainingsformen adressatengerecht und begründen sie mit Bezug auf die Trainingsziele (K4) 7